冷凍機(jī)壓縮機(jī)詳解
冷凍機(jī)壓縮機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的一種動(dòng)力裝置,按排氣壓力不同壓縮機(jī)可分為低壓壓縮機(jī)-排氣壓力小于1.0MPa;中壓壓縮機(jī)-排氣壓力1.0-10MPa;高壓壓縮機(jī)-排氣壓力10-100MPa;超高壓壓縮機(jī)-排氣壓力大于100MPa等等。低壓壓縮機(jī)為單級(jí)式,中壓、高壓和超高壓壓縮機(jī)為多級(jí)式,zui多機(jī)數(shù)可達(dá)8級(jí),目前國外已制成壓力達(dá)343MPa聚乙烯用的超高壓壓縮機(jī)。按壓縮介質(zhì)的不同,一般壓縮機(jī)還可稱之為:空氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、氮?dú)鈮嚎s機(jī)、氫氣壓縮機(jī)等等。?
壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)工作原理大致可分類如下:?
碳?xì)浠衔餁怏w中,石油裂解氣和石油廢氣的主要成分為氫、甲烷、丁烷、乙烯、丙烯等;焦?fàn)t煤氣和城市煤氣的主要成分為氫、甲烷、一氧化碳、二氧化碳及氮等;天然氣的主要成分為甲烷。碳?xì)浠衔餁怏w可以作為單一成分氣體被制取和壓送,也可作為混合成分的氣體被制取和壓送。在氣體壓縮機(jī)中,壓縮介質(zhì)的成分和性質(zhì)將與所采用的潤滑方式和潤滑材料的選取密切相關(guān)。?
一、氣體壓縮機(jī)的潤滑方式及特點(diǎn)?
在壓縮機(jī)中潤滑不僅可降低機(jī)器的摩擦和磨損,同時(shí)還可起到密封、冷卻和降低運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的作用,良好的潤滑條件是壓縮機(jī)*可靠工作的重要保證。但對(duì)某些類型的壓縮機(jī)如羅茨式壓縮機(jī),因轉(zhuǎn)子相互間和轉(zhuǎn)子與殼體間可經(jīng)常保持一定間隙而無滑動(dòng)接觸,故可無油潤滑;小型干式的螺桿式和滑片式壓縮機(jī)也可在無潤滑的條件下工作;在極低溫度下(-20--50度或更低)工作或壓縮高純度的氣體的活塞式壓縮機(jī),為防止?jié)櫥橘|(zhì)冷凝或潤滑液混入到壓送氣體中去也可采用無油潤滑方式,但這時(shí)活塞和活塞桿或采用迷宮式的密封結(jié)構(gòu),或采用石墨或聚四氟乙烯等抗磨材料制造的活塞環(huán)或密封填料。本節(jié)將重點(diǎn)說明“油”潤滑壓縮機(jī)的潤滑方式。?
氣體壓縮機(jī)的潤滑部位原則上可分為兩類,其一為油與壓縮氣體直接接觸的內(nèi)部零件,如往復(fù)式壓縮機(jī)的氣缸、活塞、活塞環(huán)、活塞桿、排氣閥、密封填料等;回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的氣腔、轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)體)、排氣閥等。其二為油不與壓縮氣體接觸的外部傳動(dòng)機(jī)構(gòu),如往復(fù)式壓縮機(jī)曲軸箱中零件、曲柄銷、曲柄軸承、連桿滑塊、滑道、十字頭;回轉(zhuǎn)式和速度式壓縮機(jī)的軸承、增速齒輪等。無油型氣體壓縮機(jī)則要考慮當(dāng)氣體泄漏時(shí)對(duì)外部潤滑系統(tǒng)的影響。?
通常對(duì)大、中容量、多級(jí)、帶十字頭傳動(dòng)的中、高壓壓縮機(jī),以上所說的內(nèi)部零件和外部零件的潤滑均為相互分開的獨(dú)立系統(tǒng),可分別采用各自所要求的潤滑介質(zhì)或潤滑油。外部零件潤滑為油泵壓力供油強(qiáng)制循環(huán)式潤滑系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可單獨(dú)調(diào)節(jié)和分配各潤滑點(diǎn)的供油量,并因設(shè)有獨(dú)立的油泵、油箱、冷卻器和過濾器等,可使?jié)櫥鸵旱玫匠浞掷鋮s和過濾,從而可長時(shí)間保持油液的清潔和相對(duì)恒定的油溫。內(nèi)部零件的潤滑則采用多頭注油器將壓力油強(qiáng)制注入到氣缸及活塞桿的填料密封處。?
注油器實(shí)際上是一個(gè)小型柱塞泵,通常它的吸(壓)油柱塞是通過機(jī)械如壓縮機(jī)曲軸上的凸輪帶動(dòng),因此當(dāng)壓縮機(jī)停止工作時(shí),注油器也將隨之停止供油。注油器可直接從油池中吸油,并把油壓向潤滑點(diǎn),它的供油量是間歇性的,通過調(diào)節(jié)柱塞的工作行程,可方便地調(diào)節(jié)注油器每次的供油量。注油器可以單獨(dú)使用,也可將幾個(gè)注油器組合在一起集中供油。?
采用注油器強(qiáng)制給油時(shí),應(yīng)注意氣缸上的給油接頭的位置,它應(yīng)置于活塞在死點(diǎn)位置靠近缸頭的*道活塞環(huán)和第二道活塞環(huán)之間,這樣不僅在全行程上潤滑比較充分,而且對(duì)密封有利。?
氣缸內(nèi)部潤滑所需要的油量可大致按以下公式計(jì)算:?
Q=120kDLN?
式中Q--潤滑油量(g/h);?
D--氣缸直徑(m);?
L--氣缸行程(m);?
N--曲軸轉(zhuǎn)速,(r/min);?
k--單位潤滑表面積的耗油量(克/平方米),對(duì)臥式氣缸,可取k=0.025,對(duì)立式氣缸,可取k=0.02。?
計(jì)算出的Q值僅為潤滑油量的大致數(shù)值,實(shí)際油量可按壓縮機(jī)的運(yùn)行情況(如噪聲大小,發(fā)熱狀況、磨損程度等)及采用潤滑介質(zhì)的類型、工作溫度、冷凝液混入的多少等予以適當(dāng)調(diào)正,并以停機(jī)檢查氣缸內(nèi)部和氣閥被濕潤的程度適當(dāng)為宜。?
對(duì)多級(jí)活塞式壓縮機(jī),通常只需zui初的一級(jí)或二級(jí)氣缸施以潤滑。如多級(jí)氣缸每級(jí)都設(shè)有中間冷卻器和油氣分離器吸收氣體中所含的油分時(shí),則每級(jí)氣缸都需單獨(dú)潤滑,但后級(jí)氣缸所需的潤滑油量要比初級(jí)氣缸小得多。?
二、潤滑劑的選擇?
1、潤滑劑類型的選擇?
在氧氣壓縮機(jī)里,氧氣會(huì)使礦物性潤滑油劇烈氧化而引起壓縮機(jī)燃燒和爆炸,因此避免采用油潤滑,或者采用無油潤滑的方式,或者采用水型乳化液或蒸餾水添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)6-8%的工業(yè)甘油進(jìn)行潤滑;在氣壓縮機(jī)里,烴基潤滑油可與氣化合生成化氫,對(duì)金屬(鑄鐵和鋼)具有強(qiáng)烈的腐蝕作用,因此一般均采用無油潤滑或固體(石墨)潤滑。對(duì)于壓縮高純氣體的乙烯壓縮機(jī)等為防止?jié)櫥突烊霘怏w中去影響產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,通常也不采用礦物油潤滑,而多用醫(yī)用白油或液態(tài)石蠟潤滑等等。只是在一般空氣、惰性氣體、烴類(碳?xì)浠衔铮怏w、氮、氫等類氣體壓縮機(jī)中,大量廣泛采用了礦物油潤滑。?
壓縮機(jī)壓送不同氣體時(shí)潤滑劑選用參考“油脂選用”的壓縮機(jī)油選用部分。?
2、潤滑油粘度的選擇?
在多級(jí)的空氣壓縮機(jī)中,前一級(jí)氣缸輸出的壓縮氣體通常經(jīng)冷卻后恢復(fù)到略高于進(jìn)氣時(shí)的溫度被送入下一級(jí)氣缸,因氣體已被壓縮故相對(duì)濕度較高,當(dāng)超過飽和點(diǎn)時(shí),氣體中的水分將可能凝結(jié),該水分具有洗凈作用,可使氣缸表面失去潤滑油;其次在烴類氣體壓縮機(jī)中,它不僅可溶解在潤滑油中降低了油的粘度,而且凝結(jié)的液態(tài)烴也同水分一樣對(duì)鋼壁具有洗滌作用,因此對(duì)于多級(jí)、高壓,排氣溫度較高的烴類氣體壓縮機(jī)和空氣濕度較大的空氣壓縮機(jī)易選用粘度較高的油品,粘度較高的油品對(duì)金屬的附著性好,并對(duì)密封有利。如中低壓烴類氣體和空氣壓縮機(jī)宜用L-DAA100的壓縮機(jī)油,高壓多級(jí)宜L-DAA150壓縮機(jī)油。噴油回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)選用的粘度情況也與此類似,壓力較低時(shí)選用100℃運(yùn)動(dòng)粘度為5mm2/s的N32回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)油,壓力較高時(shí)選用100℃運(yùn)動(dòng)粘度為11-14mm2/s的N100回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)油。?
其次為防止凝結(jié)的液態(tài)烴和空氣中的水分對(duì)潤滑油的洗凈作用,可采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-5%的動(dòng)物性油(如豬油或牛油)與礦物油相混合的潤滑油,動(dòng)物性油與金屬的附著力強(qiáng),容易抵抗“水洗”,阻止?jié)櫥偷牧魇А?、油品的代用?
在采用油潤滑的往復(fù)式回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)中除用相應(yīng)牌號(hào)的壓縮機(jī)油外,還可采用防銹抗氧的汽輪機(jī)油、航空潤滑油、汽缸油等作為代用油品,但這些代用油品的性能不應(yīng)低于相應(yīng)的壓縮機(jī)油的質(zhì)量指標(biāo),或應(yīng)滿足具體條件下的使用要求。當(dāng)氣體壓縮機(jī)采用油潤滑時(shí),外部零件和內(nèi)部零件的潤滑可用同一牌號(hào)的潤滑油,也可采用不同牌號(hào)的潤滑油,但不論內(nèi)部零件采用何種類型的潤滑介質(zhì),而外部傳動(dòng)零件的潤滑都應(yīng)采用礦物性的潤滑油。?
三、氣體壓縮機(jī)潤滑系統(tǒng)的使用及維護(hù)?
氣體壓縮機(jī)中zui常見的故障是活塞與活塞環(huán)、轉(zhuǎn)子部件、滑動(dòng)支承處的異常磨損和膠合,十字頭滑塊的咬合,及異常發(fā)熱等。這些故障都直接或間接地與潤滑系統(tǒng)和潤滑裝置的使用維護(hù)不當(dāng)有關(guān)。作為使用維護(hù)人員除了應(yīng)學(xué)習(xí)掌握有關(guān)的潤滑系統(tǒng)及其裝置的組成原理、性能結(jié)構(gòu)、使用要求等一般知識(shí)外,還應(yīng)在實(shí)踐中不斷總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn),加強(qiáng)日常使用維護(hù)工作,以保證壓縮機(jī)及其潤滑系統(tǒng)經(jīng)常保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。在日常點(diǎn)檢和定期維修中應(yīng)注意以下各點(diǎn):?
1、注意保持潤滑油液的清潔:臟油或變質(zhì)的潤滑油會(huì)引起加速零件磨損的惡性循環(huán),對(duì)強(qiáng)制循環(huán)式的潤滑系統(tǒng)應(yīng)注意及時(shí)更換和清洗發(fā)生堵塞的濾油器中的濾芯;應(yīng)避免油箱或油池中的油液暴露在空氣中,以防止灰塵和污物等混入油中,對(duì)無壓的油箱和油池一般可采用空氣濾清器使其與大氣溝通;中、大修時(shí)應(yīng)從油中取樣化驗(yàn)其成分,如達(dá)到或超過換油指標(biāo),應(yīng)全部或部分更換和補(bǔ)充新油。通常每3個(gè)月至半年(或工作2000-4000小時(shí))可更換一次新油。?
2、應(yīng)定期檢查:應(yīng)定期檢查氣缸、氣閥、及排氣管道等處是否積聚有固體的炭粒和膠泥,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)清除,否則可能引起氣缸的燃燒爆炸、加大排氣阻力,造成異常發(fā)熱。?
3、應(yīng)注意壓縮機(jī)的工作狀態(tài):應(yīng)注意觀察壓縮機(jī)的工作狀態(tài),定期檢查氣缸氣閥的潤滑磨損狀況,適時(shí)調(diào)整潤滑油量,防止出現(xiàn)潤滑油量過大和潤滑油量不足的情況。對(duì)強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng),潤滑壓力指示過低或明顯下降,往往使?jié)櫥土坎蛔,此時(shí)應(yīng)及時(shí)停機(jī)維修,必要時(shí)應(yīng)更換備品和備件。?
4、應(yīng)注意保持潤滑系統(tǒng)中的油溫:油箱或油池中的油液的正常溫度以40-50℃為宜,油溫過高,油液的粘度降低,油易氧化變質(zhì),油溫過低,粘度增高,流動(dòng)性差,兩者都會(huì)引起潤滑不足的狀況。油溫除可從溫度表(計(jì))得到直接地觀測指標(biāo)外,從氣缸冷循環(huán)水或油冷卻器的冷卻水溫也可得到間接的反應(yīng),冷卻水溫過高和過低都將影響潤滑油的工作溫度及潤滑油的粘度。